16SrRNA基因检测在儿童细菌性脑膜炎早期诊断中的应用

世淑兰; 戴熙廷; 赵广周; 李小娟; 李荣杰; 麻明彪

doi:10.12259/j.issn.2095-610X.S20210522

16SrRNA基因检测在儿童细菌性脑膜炎早期诊断中的应用

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210522

1.
云南省儿童医学中心，昆明市儿童医院检验科，云南昆明　650228
2.
云南省肿瘤医院检验科，云南昆明　650118

基金项目: 昆明市卫生健康委员会卫生科研基金资助项目（2019-06-01-014）；昆明市科技计划基金资助项目（2019-S-25318000001171）；云南省教育厅科学研究基金资助项目（2020J0229）

详细信息

作者简介:
世淑兰（1986～），女，云南昆明人，医学硕士，主治医师，主要从事儿童感染性疾病与血液疾病工作

通讯作者:
麻明彪，E-mail：15096187255@163.com

中图分类号: R446.14
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出版历程
- 收稿日期: 2021-02-11
- 网络出版日期: 2021-06-08
- 刊出日期: 2021-05-20

Application of 16SrRNA Gene Detection in the Early Diagnosis of Bacterial Meningitis in Children

1.
Yunnan Children’s Medical Center，Clinical Laboratory of Kunming Children’s Hospital，Kunming Yunnan 650228
2.
Clinical Laboratory of Yunnan Cancer Hospital，Kunming Yunnan 650118，China

摘要

摘要: 目的探讨脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）中16SrRNA基因检测在儿童细菌性脑膜炎（BM）早期诊断中的应用价值。方法收集40例2019年1月至2020年6月间，在昆明市儿童医院确诊为BM患者的CSF标本进行16SrRNA基因PCR检测，16SrRNA基因PCR检测阳性标本进行基因测序，测序结果通过NCBI BLAST进行序列比对和同源性分析，同时进行CSF细菌培养，将CSF 16SrRNA基因PCR检测结果与CSF培养结果进行比较。结果 40例患儿CSF中16例16SrRNA基因PCR检测阳性，阳性率40%；7例细菌培养阳性，阳性率17.5%，PCR检测法阳性率高于细菌培养法（χ² = 4.93，P < 0.05），以CSF培养为“金标准”，PCR检测法的灵敏度为71.4%（5/7），特异度为66.7%（22/33）；16SrRNA基因测序结果与CSF培养结果一致，且检测出CSF培养未检出的5种细菌；CSF培养时间为（61.21±12.62）h，PCR检测法所需时间为（7.09±0.45）h，两者之间差异有统计学意义（P < 0.05）。结论 CSF中16SrRNA基因PCR检测法能提高BM患者CSF中病原菌的检出率，且能降低漏检率，具有特异、快速特点能及时为临床BM早期诊断提供可靠的病原学依据。
- 16SrRNA基因 /
- 细菌性脑膜炎 /
- 脑脊液培养 /
- 聚合酶链反应 /
- 早期诊断 /
- 儿童
Abstract: Objective To explore the value of 16SrRNA gene detection in cerebrospinal fluid （CSF） in the early diagnosis of bacterial meningitis （BM） in children. Methods CSF specimens were collected from 40 patients with BM who were diagnosed of BM in Kunming Children’ s Hospital between January 2019 and June 2020. PCR was used to detect the 16SrRNA gene in the specimens. Then the 16SrRNA gene was sequenced for the positive samples by PCR, and the sequencing results sequence alignment and homology were analyzed by NCBI BLAST. At the same time, all the specimens were cultured simultaneously. Results Of the 40 children’ s CSF samples, 16 were positive for 16SrRNA gene PCR, with a positive rate of 40%; 7 cases were positive for bacterial culture, with a positive rate of 17.5%. The positive rate of PCR method was higher than that of the bacterial culture method （χ² = 4.93, P < 0.05）, with CSF as the “gold standard”, the sensitivity and specificity of PCR assay were 71.4% （5/7） and 66.7% （22/33）; the results of 16SrRNA gene sequencing were consistent with the results of CSF culture, and five bacterias which were not detected by CSF culture; the time of CSF culture was （61.21±12.62） h, however, the PCR detection time required （7.09±0.45） h, and the difference of detection time between the two methods was statistically significant （P < 0.05）. Conclusion The PCR detection method of 16SrRNA gene in CSF can improve the detection rate of CSF pathogenic bacteria in BM patients, and it can reduce the missed detection rate. It has the specific and rapid characteristics and can provide the reliable pathogenic basis for early diagnosis of clinical BM in time.
- 16SrRNA gene /
- Bacterial meningitis /
- Cerebrospinal fluid culture /
- Polymerase chain reaction /
- Early diagnosis /
- Children

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图 1 16例CSF临床样本16SrRNA基因PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳

M：DNA Marker；1：阴性对照（EBV）；2：阳性对照（金黄色葡萄球菌）；3～4：为大肠埃希菌；5：肺炎克雷伯杆菌；6：肺炎链球菌；7：无乳链球菌；3～7为两种方法检测均为阳性；8～18为细菌培养阴性，而16SrRNA基因PCR基因检测阳性标本。

Figure 1. Agarose gel electrophoresis of 16SrRNA gene PCR amplification products from clinical samples of 16 cerebrospinal fluid

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表 1 40例细菌性脑膜炎患儿一般情况分析[n（%）]

Table 1. Analysis of general situations of 40 children with bacterial meningitis [n（%）]

项目	基本信息	总计
年龄	新生儿（< 28 d）	14（35.0）
	28 d～1岁	16（40.0）
	1～3岁	6（15.0）
	大于3岁	4（10.0）
性别	男	17（42.5）
	女	23（57.5）
临床表现	发热	30（75.0）
	抽搐	6（15.0）
	头痛	11（27.5）
	呕吐	8（20.0）
	腹泻	5（12.5）
	病理征	4（10.0）
	脑膜刺激征	7（17.5）
	膝反射	4（10.0）
脑脊液改变	白细胞数（10⁶/L）
	< 50	4（10.0）
	50～500	13（32.5）
	501～1000	5（12.5）
	> 1000	15（37.5）
腰穿前是否使用过抗生素	是	28（70）
	否	12（30）
基础疾病	外伤	2（5.0）
	手术后脑积水	5（12.5）
临床转归	康复或痊愈	29（72.5）
	后遗症	5（12.5）
	死亡/放弃治疗	1（2.5）

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表 2 40例细菌性脑膜炎患儿血培养、CSF培养、CSF细菌涂片及CSF16SrRNA基因检测阳性率比较[n（%）]

Table 2. Comparison of blood culture，CSF culture，CSF bacterial smear and CSF 16SrRNA gene detection positive rate of 40 children with bacterial meningitis [n（%）]

方法	阳性率	χ²	P
血培养	6（15.0）*
脑脊液培养	7（17.5）*
脑脊液细菌涂片	4（10.0）*	12.94	0.005
脑脊液16SrRNA
基因PCR法	16（40.0）
与1616SrRNA基因检测法比较，*P < 0.05。

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表 3 16SrRNA基因PCR检测结果与细菌培养结果比较（n）

Table 3. Comparison between 16SrRNA gene PCR and bacterial culture results （n）

16SrRNA基因PCR法	脑脊液细菌培养法		合计	χ²	P
16SrRNA基因PCR法	阳性	阴性	合计	χ²	P
阳性	5	11	16
阴性	2	22	24	4.93	0.026
合计	7	33	40

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表 4 各年龄段两种不同方法检测病原菌分布情况（n）

Table 4. Two different methods to detect the distribution of pathogens in each age group （n）

病原菌	病原菌检测方法		< 28 d	28 d～1岁	1～3岁	≥3岁	总计
病原菌	脑脊液培养	16SrRNA基因PCR法	< 28 d	28 d～1岁	1～3岁	≥3岁	总计
大肠埃希氏菌	4	6	3	3	0	0	6
肺炎克雷伯	1	1	0	0	1	0	1
肺炎链球菌	1	1	0	0	1	0	1
无乳链球菌	1	1	1	0	0	0	1
金黄色葡萄球菌	0	1	0	0	1	0	1
溶血性葡萄球菌	0	2	0	1	1	0	2
流感嗜血杆菌	0	2	1	0	1	0	2
表皮葡萄球菌	0	1	0	0	1	0	1
鞘氨醇单胞菌	0	1	0	0	0	1	1
总计	7	16	5	4	6	1	16

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